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地理信息系統的基本特征范文1
【關鍵詞】地理信息系統；地理學；地位
地理信息系統（GIS），是一種高技術系統，能夠提供地理研究和預測、規劃的服務，能夠對空間信息進行獲取和處理。雖然地理信息系統的出現僅幾十年的時間，但已經取得了迅猛的發展。本文簡要介紹了地理信息系統，并分析了地理信息系統在地理學中的地位。
1、地理信息系統
1.1地理信息系統的含義和產生
所謂的地理信息系統又稱為又稱為資源與環境信息系統、地理數據系統、空間信息系統、土地信息系統等，是通過計算機硬件和軟件的支持，綜合運用信息科學和系統工程理論，對具有空間內涵的地理數據進行分析綜合與科學管理，從而服務于地理決策、規劃、預測和研究等領域的技術[1]。地理信息系統的基本特征在于其能夠進行空間分析，綜合分析多種信息，分析空間實體間的關系，對區域內的各種過程和現象進行處理。地理信息系統尤其擅長對空間信息進行處理。
上世紀六十年代開始萌發地理信息系統。加拿大學者R.F.Tomlinson等人使用計算機統計森林的分類，并取得了成功。加拿大農業部對其進行了全面的支持，最終將地理數據分析系統研制了出來，并最終命名為加拿大地理信息系統。1968年，地理信息系統正式成為了一個科學術語[2]。
對地理信息系統的定義目前尚無定論，各國科學家眾說紛紜、各持己見。綜合各家的觀點，所有的觀點都認為地理信息系統具有空間數據的處理能力?？臻g數據指的是行星地球表面以及附近被記錄的所有地理現象，其具有明顯的地理位置特征?？臻g數據可以用地圖來表示，例如一個公共場所，其作為一個占據一定空間的地域，具有特有的地理坐標，其特性可以通過屬性指標反應出來。地理信息系統具有空間型的特定性質，這是其與其他統計型信息系統的最大區別。地理信息系統的每個數據的編碼的依據都是地理坐標，先對其進行明確的定位，再完成定量的屬性和分類。地理信息系統的獨特標志就是強調對空間數據的處理，當然，這也是地理信息系統的一個技術難點[3]。
1.2地理信息系統的組成
根據美國聯邦數字地圖協調委員（DBMS）會對地理信息系統的分析，地理信息系統的概念框架由五大部分組成，分別為產品顯示和輸出、空間分析和操作、數據庫的產生和數據輸入、數據庫和系統的管理、用戶界面[4]。
地理信息系統的用戶界面的主要功能是地理信息系統的應用版塊、數據庫與應用者之間的交流平臺，其軟件功能主要是對系統和用戶之間的關系進行組織和簡化，包括圖形顯示、幫助顯示和菜單等。
數據庫和系統的管理是一種手段，實現對地理信息系統功能的數據控制。與普通數據庫（DBMS）相較，地理信息系統的數據庫更為復雜，具有布爾運算、刪除和增加等功能。這就意味著其不僅能夠對文字數字數據進行處理，還能夠對圖形數據進行處理。地理信息系統專家M. F. Goodchild就提出，地理信息系統應該能為各種地理要素的查詢提供服務。地理信息系統的數據庫管理系統要能夠聯接起地理實體的變量和屬性與地理坐標信息。
要建立地理信息系統，產生數據庫，其基本操作就是輸入數據，輸入數據本身比較復雜。地理信息系統的軟件系統和硬件系統的費用遠遠少于數據的輸入、預處理和采集的費用。不僅如此，在輸入數據時還要對其進行編碼，將變量和拓撲結構之間的聯接建立起來。
作為空間數據處理的重要工具，地理信息系統及其模塊和子系統都要具備各種工具，例如布爾運算、拓撲分析、空間數據查詢。自動化制圖、圖像處理系統雖然也具備一定的功能，但卻不如地理信息系統的工具復雜和全面。地理信息系統的工具箱能力還將受到模糊數學、人工智能和地理信息系統技術發展的影響，不斷走向智能化。
根據設計要求，地理信息系統可以將各種文字、圖表和地圖信息提供出來，特別是提供新信息。地理信息系統可以疊加各種要素，例如水資源、土地和人口，并向用戶提供與這些要素相關的、具有綜合性的新信息。
作為決策支持系統和管理工具，地理信息系統帶動了地理科技的革命，是一種無形的軟技術。地理信息系統具有旺盛的生命力和廣闊的應用前景，其已經跳出了單純的技術范疇，成為了跨越社會科學和自然科學的綜合性技術。其能夠對空間相關數據進行有效的顯示、模擬、分析、操作、管理和采集，從而滿足復雜的管理和規劃需要。
2、地理信息系統在地理學中的重要地位
地理信息系統是地理學與計算機技術的結合，使用計算機技術對地理問題進行處理，屬于地理學科中的一門邊緣學科。地理學是一門復雜的學科，對社會有著深遠的影響，當前社會出現的環境、資源、人口等問題都對地理學提出了更高的要求。現代地理學的一個重要發展方向就是結合新技術，從而產生邊緣性應用學科，例如地理信息技術和遙感技術等。現代地理學可以分為三個分支：技術地理學、實驗地理學和理論地理學，地理信息系統屬于技術地理學。
在地理學的發展中，地理信息系統是一次巨大的飛躍，是地理學中新技術手段和思想的應用，突破了原有的地理學研究方法。與此同時地理信息系統也離不開地理學這個理論依托，二者相互依存。如果沒有地理背景或地理學，計算機對空間數據的處理就毫無意義；如果沒有地理學模型，地理信息系統也難以建立。
地圖作為一種傳統的空間信息載體，很多因素都會對地圖的地理信息造成限制。首先，通過人工來提取地圖數據，在圖形要素的計量和量算方面都存在很大的限制。其次，每一張地圖都只能記載和描述有限的地理信息。人對于地圖信息的記憶能力也是有限的。傳統的圖層疊加具有加大的局限性。地理信息系統與遙感密不可分，包括了空間信息和地理 要素，能夠將定量、定性和定位的數據提供出來。地理信息系統還可以為遙感提供輔助數據，對其最高分辨力和信息量進行最大程度的利用。從野外考察中獲得的遙感數據、原始資料可以與地理信息系統相結合，使遙感圖像具有更高的解譯和處理精度。而系統中數據的精度和適時性也會對地理信息系統的應用起到了支持作用。
地理學受到了地理信息系統的巨大影響，地理信息系統是一個現代化的地理技術工具，推動了地理學的定性描述向定量分析的轉變，使地理學的單系統發展成為復雜系統。對于地理學而言，地理信息系統既是機遇又是挑戰，能夠有效的推動地理學的發展，提高了信息評價、處理和采集的能力。
結 語：雖然，地理信息系統只是一種工具和技術，地理信息系統卻給地理學帶來了巨大的發展和變化。當前地理信息系統已經取得了長足的發展，隨著計算機技術的迅速發展，地理信息系統在未來必然會發揮更大的作用。與此同時，地理信息系統和空間分析之間還沒有建立起有效的溝通，空間分析技術的發展較為滯后，對地理信息系統的應用設計造成了一定的阻礙，這也是未來地理信息系統的發展方向。
參考文獻
[1] 董廷旭. 《地理信息系統》實施素質教育的對策研究[J]. 綿陽師范學院學報. 2014（02）
地理信息系統的基本特征范文2
[關鍵詞]地理信息 測量 數據管理
中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）08-0385-01
地理信息系統技術在中國的出現和發展已經經過了近20年的歷程，國內外著名的地理信息系統軟件在中國的各個行業均得到了廣泛應用，在所有利用地理信息系統技術建設的應用系統中，地理信息系統的一個最基本職能就是管理數字地形圖，讓用戶能夠輕松地利用它快速地檢索所需要地區的地形數據，并按照用戶需要的格式進行輸出。我們目前接觸過的地理信息系統有多種，但對其數據管理方式有所了解的并不多。
1 地理信息系統的數據管理方式
1.1地理信息系統定義
地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internte、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。此多種應用系統應用到地質測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是地質測繪服務業的重大創新和革命。
1.2空間數據的描述方式和特征
測量工作的主要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X、Y、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關?？臻g數據主要具有以下幾個基本特征：
（1）每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征；
（2）非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統；
（3）空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性；
（4）分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象；
（5）海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。
1.3地理信息系統的數據管理方式
基于空間數據具有自身的上述特殊特征，國內外對空間數據的管理進行了大量研究和開發，長期以來，地理信息系統空間數據的管理方法主要有以下4種類型。
1.3.1文件與關系數據庫混合管理系統
由于空間數據具有其自身的上述特殊特征，這種關系數據庫管理系統難以滿足要求，因而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統管理幾何圖形數據，用商用關系數據庫管理系統管理屬性數據，它們之間的聯系通過目標標識或者內部連接碼進行連接。
1.3.2全關系型空間數據庫管理系統
全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。
1.3.3對象――關系數據庫管理系統
由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。
1.3.4面向對象空間數據庫管理系統
目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。
2、空間數據的無縫管理
現在的測量均是將測區按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區表現和瀏覽方面不直觀。地理信息系統可以管理多種測量數據之后，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在地質測繪的工作中，使我們可以直觀的了解整個測區，以達到最為理想的工作效果。
實現無縫空間數據庫有兩個不同的階段：
一是在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數據庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數據庫。然而，它們仍然只是一種邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數據的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
優點：在用戶視點上，系統便于操作，在一定程度上解決了傳統地理空間數據庫的組織弱點。
缺點：因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯處理使系統的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關聯涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護；數據分步管理等對“關聯機制”的“壓力”；插入或修改數據庫會使“關聯機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
二是在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數據庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數據無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數據庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上（物理結構）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
優點：從內到外統一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數據組織上的弱點問題。
缺點：數據的入庫要求過于嚴格，在現實情況下有一定的難度；對已有GIS數據庫的改造工作量較大。
地理信息系統的基本特征范文3
關鍵詞：地理信息系統；數據管理；無縫空間數據庫
Abstract: The work of Surveying and mapping is to construct a service for national economy of sex of a foundation, early sex and commonweal sex work. Surveying and mapping technology development, to the mapping management a new topic. This paper based on the analysis of geographic information system, data management, seamless spatial database management methods and specific measures.
Keywords: geographic information system; data management; seamless spatial database
中圖分類號：P25
前言
地理信息系統，它能把各種信息用地理和相關的視圖結合起來，利用計算機圖形與數據庫技術來采集，分析數據，從而為土地利用，城市規劃以及政府部門管理提供新知識為工程設計和規劃，管理決策服務。作為基礎測繪測量，需要不斷地學習，不斷地更新技術，學好用好地理信息系統，為社會提供更好的數字產品。
地理信息系統的數據管理方式
1 .1 地理信息系統定義
地理信息系統（Geographic Information System 簡稱GIS）是一項以計算機為基礎的新興技術，圍繞著這項技術的研究、開發和應用形成了一門交叉性、邊緣性的學科，是管理和研究空間數據的技術系統，在計算機軟硬件支持下，它可以對空間數據按地理坐標或空間位置進行各種處理、對數據的有效管理、研究各種空間實體及相互關系。通過對多因素的綜合分析，它可以迅速地獲取滿足應用需要的信息，并能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果。
地理信息系統是近十幾年來發展起來的一門綜合應用系統，它能把各種信息同地理位置和有關的視圖結合起來，并把地理學、幾何學、計算機科學及各種應用對象、CAD技術、遙感、GPS技術、Internte、多媒體技術及虛擬現實技術等融為一體，利用計算機圖形與數據庫技術來采集、存儲、管理、處理、檢索、分析和輸出地理圖形及其屬性數據，從而為土地利用、資源評價與管理、環境監測、交通運輸、經濟建設、城市規劃以及政府部門行政管理提供新的知識，為工程設計和規劃、管理決策服務。此多種應用系統應用到地質測繪業，就可以產生事半功倍的效果，能大大提高工作效率和質量管理水平，同時也是地質測繪服務業的重大創新和革命。
1.2 空間數據的描述方式和特征 測量工作的主要成果是與地理位置相關的信息，這種信息稱為空間信息或空間信息的描述信息。如果這些空間信息是以一系列X.、Y.、Z點串表現的點、線或多邊形，這種形式為矢量形式；還有一種以像素陣列方式表現的點、線或多邊形，如圖片、圖像等，這種方式稱為柵格形式?，F在測量的成果多為矢量形式，矢量形式是空間數據的主要表達方式之一，矢量數據庫的管理方法與空間數據的特征密切相關?？臻g數據主要具有以下幾個基本特征：
①每個空間對象都具有空間坐標，即空間對象隱含了空間分布特征；
②非結構化特征使它不滿足關系數據模型的范式要求，因而空間圖形數據難以直接采用關系數據庫管理系統；
③空間關系特征要求記錄拓撲信息以表達多種空間關系，因而增加了問題的復雜性；
④分類編碼特征，明確每一個、每組空間對象；
⑤海量數據特征等都對矢量數據的管理方法大大增加了難度。
1.3 地理信息系統的數據管理方式 基于空間數據具有自身的上述特殊特征，國內外對空間數據的管理進行了大量研究和開發，長期以來，地理信息系統空間數據的管理方法主要有以下4種類型。
①文件與關系數據庫混合管理系統 由于空間數據具有其自身的上述特殊特征，這種關系數據庫管理系統難以滿足要求，囚而大部分CIS軟件采用混合管理的模式。即用文件系統管理幾何圖形數據，用商用關系數據庫管理系統管理屬性數據，它們之間的聯系通過目標標識或者內部連接碼進行連接。
②全關系型空間數據庫管理系統 全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。
③對象——關系數據庫管理系統 由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。
④面向對象空間數據庫管理系統 目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。
2、無縫空間數據庫管理的優缺點 現在的測量均是將測區按某種比例尺劃分成若干圖幅進行，在測區表現和瀏覽方面不直觀。地理信息系統可以管理多種測量數據之后，通過地理信息系統的空間數據的無縫管理，也就是將測量的成果成片的管理起來，形成一個完整的提供作體系，在地質測繪的工作中，可以直觀的了解整個測區，以達到最為理想的工作效果。實現無縫空間數據庫有兩個不同的階段：
2.1 在邏輯概念上的“無縫”組織階段。所謂邏輯要領上的“無縫”組織，只是從用戶的視角來看待空間數據庫，它基于Morton碼的瓦片式大型地理空間數據庫設計思想，并建立了一個“無縫”GIS數據庫。然而，它們仍然只是一種邏輯概念上的“無縫”組織，能夠完成地理數據的幾何接邊和邏輯接邊，但物理上仍然按照圖幅的概念進行存儲管理，對同一地物實體在多個幾何標識和同一地物標識間進行后臺關聯處理，對用戶來說是不可見的，因而說是邏輯上的“無縫”組織。
①優點：在用戶視點上，系統便于操作，在一定程度上解決了傳統地理空間數據庫的組織弱點。
②缺點：因為其物理底層依然是分幅方式管理地圖，其分割地理實體的機制依舊，通過多個幾何標識進行后臺關聯處理使系統的靈活性降低；查詢檢索依然不便（通過關聯涉及多圖幅或多專題）：地理實體的完整性與一致性維護；數據分步管理等對“關聯機制”的“壓力”；插入或修改數據庫會使“關聯機制”不得不作相應的變動。所以邏輯上的“無縫”在本質上依然沒有解決問題。
2.2 在邏輯上和物理概念上真正的地理空間數據庫無縫組織階段。物理概念上真正的地理數據無縫組織是從底層、從設計者的視角解決了傳統GIS的分幅管理的問題使客觀對象在地理數據庫中以唯一的幾何和物理標識被記錄，這樣從本質上（物理結構）使客觀世界中的完整地物對象得以在計算機中被存貯。這樣，不但從用戶視角看，其在邏輯上是無縫的，同時從設計者視角看，其物理地層結構也是無縫的。
①優點：從內到外統一了邏輯與物理的“無縫”概念，從本質上解決了GIS數據組織上的弱點問題。
②缺點：數據的入庫要求過于嚴格，在現實情況下有一定的難度；對己有GIS數據庫的改造工作量較大。
3、提高地理信息系統數據管理的措施
3.1 能夠寫成程序、編成系統的，必須是對一種規律認識的升華。地理信息系統也是在詳細分析了空間數據整體特征的基礎上，確定了具有規定性的空間數據描述特征（點、線、面）后面開發的。也就是說測量數據要符合規定性的整體空間數據描述特征后，才可以被管理、再利用，這就要求測量人員要努力提高自身素質，把握新事物的內在規律，掌握新的管理方式的基本要求。
3.2 測量工作的目的已不再是單純的測圖，隨著測繪技術的不斷更新，作為基礎測繪的測量成果需要共享、需要分發，被其他行業利用，需要測量人員利用不斷更新的技術為社會提供更好的數字產品。
地理信息系統的基本特征范文4
關鍵詞： 農村低壓配電網絡；地理信息系統；需求；開發方法
中圖分類號： TM7 文獻標識碼： A
低壓配電網是用戶使用電力的最終電壓等級，其設備數量多、覆蓋面廣，日常運行、維護工作量大。尋求一種快速、高效、科學的管理手段，實現低壓配電網絡的工程建設、生產運行管理、客戶保修服務、故障查詢、設備維護等方面的自動化管理，開發低壓配電網絡地理信息系統十分必要。
1 需求分析
進幾年全國范圍“兩改一同價”工程的展開，農村低壓配電網絡健康水平得到了全面改善。隨著農村低壓用電設備的增多，低壓電網的建設和改動比較頻繁，傳統的手工繪制或autocad繪制的圖紙的工作量越來越大，加之出圖的周期為較長，共享性能差，各項管理數據與電網實際不符的矛盾日益突出，嚴重影響生產、營銷秩序。
在10千伏以上配電網絡地理信息管理系統的實踐經驗基礎上，總結縣城及農村低壓配電網絡管理中，很多工作都需要迅速處理大量的設備數據和圖紙才能完成，這些數據和圖紙均和地理位置密切相關。通過開發，如果能夠建成一個圖紙資料簡便、快捷管理，設備參數及時更新，技術數據多部門同時共享，統計報表自動生成，可與其他管理系統實現接口的農村低壓配電網絡地理信息系統，將是提高我國電力系統在生產經營管理水平的有利契機，應用前景十分廣闊。
2 總體目標
通過融合全球定位系統（GPS）、地理信息系統（GIS）等空間技術，結合農網低壓配電網絡的實際管理需求，分析其空間數據、屬性數據的基本特征，設計合理的空間數據模型，為管理者提供一個低壓配電網的縮微化模型。實現低壓配電網管理信息化、直觀化、科學化、規范化和自動化的目標。
3 低壓配電網絡地理信息系統的開發方法
3.1 信息系統基本開發方法
地理信息系統是一種特殊的信息系統，主要的開發方法有幾種：1）結構化生命周期法；2）原型法；3）面向對象方法；4）計算機輔助軟件工程方法（CASE）。農村低壓配電網絡地理信息系統不僅包含低壓網絡地理信息管理，還涉及大量低壓網絡業務管理與分析，功能復雜，系統較龐大。本文研究工作采用結構化生命周期法，關鍵步驟如下：
3.1.1 系統規劃階段
該階段的主要任務是：1）制定信息系統的發展戰略；2）制定信息系統的總體方案，安排項目開發計劃；3）制定系統建設的資源分配計劃。
常用的方法：1）戰略集轉移法；2）企業系統規劃法。
該階段的工作成果是進行信息系統開發的可行性研究，在技術、經濟、社會等方面進行可行性分析，形成可行性分析報告。
3.1.2 系統分析階段
該階段的基本任務是：對系統的要求進行分析，即首先對組織各部門、各業務進行詳細地了解，并在此基礎上進行分析，確定出用戶需求，從而提出新系統的邏輯方案設計。系統分析的過程分兩步：1）對企業的業務和數據流程明確；2）提出新系統擬采用的方案。
系統分析是最重要和最困難的階段，主要的工作方法：1）建立組織結構圖；2）建立業務流程圖；3）建立數據流圖；4）建立數據字典；5）建立小說明、判斷樹、判定表等。該階段的工作成果是形成系統分析說明書。
3.1.3 系統設計階段
該階段的基本任務是：根據系統說明書中規定的功能要求，考慮實際條件，具體設計實現邏輯模型的技術方案，即設計系統的物理模型。該階段包括總體設計和詳細設計兩個階段，總體設計時將總任務分解為基本的、具體的任務，包括：1）將系統劃分成模塊；2）決定每個模塊的功能；3）決定模塊的調用關系；4）決定模塊間信息的傳遞。詳細設計是為各個具體任務選擇適當的技術手段和處理方法，包括：代碼設計、數據庫設計、輸入輸出設計、人機對話設計、處理過程設計等。該階段的成果是系統設計說明書。
3.1.4 系統實施階段
該階段的任務是實現系統設計階段提出的物理模型，按實施方案完成一個可以實際運行的信息系統，交付用戶使用，主要包括：硬件準備、軟件準備、人員培訓、數據準備等。該階段的特點是工作量大，投入的人力、物力多，組織管理工作繁重。主要的工作是編寫代碼、調試運行與交付使用。軟件完成時需要進行檢查，一般包括：1）靜態檢查，人工評審軟件文檔或程序，發現其中的錯誤；2）動態檢查，即測試，包括模塊測試、聯合測試、驗收測試、系統測試等。軟件交付使用根據系統規模與風險特點，一般包括：直接轉換方式、平行運行方式、試運行方式、逐步轉換方式等。
3.1.5 系統運行與維護階段
系統運行階段的維護工作是信息系統開發的重要部分，隨著信息系統的規模不斷擴大，系統維護的成本在不斷加大，已經超過70%。該階段的主要內容包括：1）程序的維護；2）數據文件的維護；3）代碼的維護；4）設備的維護等。維護的類型包括：1）更正性維護；2）適應性維護；3）完善性維護；4）預防性維護等。主要是完善性維護。該階段還要不斷進行系統評價，已確定何時進行系統更新，開始信息系統的下一個生命周期。該階段的工作成果是系統維修記錄和評價報告。
3.2 系統運行模式選擇
農村低壓配電網絡地理信息系統設計的用戶較多，系統需在網絡環境下運行，目前主流的分布式運行模式如下：
3.2.1 客戶機/服務器模式（C/S）
網絡環境下的計算機分為服務器和客戶機，服務器可能包括文件服務器、數據庫服務器、打印服務器、專用服務器等，其它稱為客戶機。用戶通過客戶機在網絡系統上向服務器提出服務請求，服務器根據請求完成預定的操作，將經過處理的結果送回客戶端。
該模式中信息處理工作分解為兩個部分，一部分由后端的服務器實現，另一部分由前端的客戶機實現。前后端應進行合理的任務分配。瘦客戶機、瘦服務器。
其特點如下：
1）充分利用兩端的能力，響應時間短、網絡流量??；程序與數據隔離，安全、透明。
2）客戶端一般負擔較重；客戶端界面不統一；應用程序與平臺有關。
3.2.2 瀏覽器/服務器模式（B/S）
以Web為中心，采用TCP/IP、HTTP傳輸協議，客戶端通過瀏覽器Browser訪問Web服務器以及與Web服務器相連的后臺數據庫，是一種基于Internet技術的三層客戶機/服務器模式。
其特點如下：
1）用戶界面簡單易用、易于維護升級、具有良好的開放性、信息共享度高、擴展性好、網絡適應性強。
2）業務十分復雜時，效率低。
3.2.3 三層客戶機/服務器模式
基于成熟的分布式技術，將用戶界面與企業邏輯分離，將信息系統按照功能分為表示層、功能層和數據層三個層次，分別放置在不同或相同的硬件平臺上。
表示層：管理信息系統的用戶接口部分；
功能層：包括系統中核心和易變的企業邏輯，即中間件；
數據層：負責管理對數據庫的讀寫和維護。
主流的開發平臺：J2EE:IBM WebSphere、Bea WebLogic、Visual 等。
農村低壓配電網絡地理信息系統需要用戶對低壓網絡進行編輯，不適合采用瀏覽器/服務器模式，盡管系統較復雜，尚不需要采用三層架構，故本文系統采用客戶機/服務器模式。
4 展望
隨著科技的進步，GIS系統在電力企業應用前景表現在以下幾方面：
1）通過建立電力企業的GIS網絡，工作人員可以訪問網上靈巧的地圖和建筑圖。分層的地圖可以幫助他們在電力系統內成千上萬的設施中準確定位，并獲得具體的部件說明和維護記錄等信息。
2）電力企業也可以采用GIS作為報警管理系統（TCMS）的基礎，建立一個快速響應用護緊急情況、安排搶修小組的系統。利用TCMS，操作員接到用戶報修電話后，可直接通過網絡向現場技術人員傳達。
3）電力企業利用這些數據信息，可以容易地管理、維護和地圖及相關設備信息，使用戶可以方便地進行交互式查詢、生成定制的報表、按比例尺打印等等。如果做成Web方式，用戶可以通過Internet來查閱相關信息。
參考文獻：
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地理信息系統的基本特征范文5
[關鍵詞]礦產資源 3S技術 地質礦產勘查
[中圖分類號] F416.1 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2013）-10-117-2
我國的礦產勘察人員結合已有的勘查技術，不斷進行積極創新，不僅能推動我國地質礦產勘查工作，還為礦產勘查的發展奠定了結實的基礎。利用先進的信息技術，實現地質礦產勘查的信息化和現代化，才能適應社會的發展，滿足社會的需要。
1簡述3S技術
1.13S技術的定義
3S技術是遙感技術、地理信息系統和全球定位系統的統稱，是傳感器技術、空間技術、衛星定位和導航技術、計算機技術、通訊技術相結合所形成的對空間信息進行采集、處理、管理、分析、表達、傳播和應用的現代化信息技術。
1.23S技術的分類
我國全球定位系統技術已經應用于民用和商業方面；對遙感技術的應用也屬于世界先進水平；地理信息系統的技術在城市UIS的建設中得到了廣泛應用。
①遙感技術：
遙感技術是從高空或者外層空間接收的源自地球表層物質的電磁波信息，對接收的信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，實現對地表物質和現象的遠距離控制和識別的綜合性現代化技術。
遙感技術應用廣泛，例如：應用于調查植被資源、觀測氣候氣象并作出預報、估測農作物產量、預測病蟲災害、監測環境質量、交通線路和旅游景點的分布等方面。具體事例為：在詳細的遙感圖像上，能夠直接統計出煙囪的數量、直徑、分布和機動車輛的數量、類型，根據它們和燃煤、燒油量的關系，算出相關系數，聯系城市實測資料和城市氣象、風速變化等因數，進行估算并分析得出城市的大氣狀況。遙感圖像可以呈現水的顏色、灰階、形態和紋理等差別，針對顯示的影像，正常情況下能夠對水體的污染源、污染范圍、污染面積和污染濃度進行識別。熱紅外遙感圖像的應用可以對城市熱島效應實施有效調查。
②地理信息系統技術：
地理信息系統技術屬于對地理信息進行專門管理的計算機軟件系統，可以對地理信息進行分門別類的分層管理；實現信息數據的組合、分析、再次組合和再次分析；還可以對地理信息數據進行查詢、修改、檢索、輸出和更新。
地理信息系統具備“可視化”的特殊功能，運用計算機屏幕形象地在地圖上再現所有的地理信息，是可視化信息工具，表現信息規律和分析結果的直觀性，實現對“信息”變化的動態監測?？偠灾?，地理信息系統的功能包括：輸入數據、對突發事件的預先處理、編輯數據、管理和存儲數據、檢索和查詢數據、對數據進行分析、顯示數據信息、輸出分析結果和對數據進行更新等。
③全球定位系統技術：
全球定位系統技術包括：空間星座、地面控制和用戶設備。全球定位系統的測量技術可以實現三維坐標和相關信息的精確性和有效性，反映高精度和高效益的顯著特點，在軍事、民用、交通導航、攝影測量、大地測量、土地利用調查和日常生活中都有廣泛應用。
2地質礦產勘查
2.1地質礦產勘查的定義
地質礦產勘查是以先進的地質科學理論為依據，進行大量的野外地質觀察，對相關的地質資料進行搜集和整理，運用地質測量的各種綜合地質手段和方法，獲取準確的地質礦產資源信息，提供礦山建設的設計依據。
2.2地質礦產勘查的方法
對于地質礦產勘查目的的不同，采用選擇性不同的物探方法，達到最好的效果，實現最大效益。地質勘查手段具有多樣化，但是無論什么方法都有一定的適應性和局限性，根據實際情況，結合原有案例，運用妥善、合理的勘查方法，達到地質礦產勘查的目的，找到礦產開發的源地。地質礦產勘查的方法有：
（1）地質填圖法
地質填圖是礦產勘查的基本工作方法，依據地質理論和相關的推論，收集地質礦產的全部信息，進行專業的分析和判斷，決定勘查的下一步計劃，掌握工作區域內地層和巖石的構造了解礦產的基本特征。地質填圖法需要結合成礦的相關規律和信息，確定準確的礦產位置。
（2）礫石找礦法
礫石找礦法是確定礦源，根據地面被風化后產生的礦礫在重力、水流和冰川活動后的現象，發現礦礫分散范圍大于礦床范圍，按照這個原理推論，結合地形，在山坡、水系和冰川等較大的活動范圍內進行研究和探索，最后找到礦源的方法。礫石找礦法，需要勘查人員熟練掌握基本的地理知識，具備豐富的勘查經驗，并加以運用。
（3）重砂找礦法
重礫找礦法是根據勘查人員對疏松沉積物中自然重沙礫的研究，尋找礦砂及原生礦的一種方法。重砂找礦法，對勘查人員觀察力和分析力的要求很高，不僅要及時發現沉積物中的重沙礫，還要及時做出判斷，指明下一步勘查工作的方向。
3 3S技術在地質礦產勘查領域中的應用
地質礦產勘查是對一定區域內的地層構造、礦產、巖石和地下水等的地質情況進行調查研究的工作，隨著科學技術的進步，地質勘查運用了新的技術理論和方法，提高了發現礦床的效率，并收獲了巨大的經濟效益。礦產資源大部分在山區或者荒漠中，進行人力勘查難度較大，目前在勘查領域中對3S技術的應用，克服了地質礦產勘查中的難題。下面以3S技術在礦產資源勘查的應用為例，進行探討和分析。
全球定位系統可以準確的對環境地質點的經緯度和高度作出全天的準確定位，詳細記錄測試的數據并進行編號，呈現當地的地理空間要素和對應關系的空間現象和過程，主要的應用為：分析構造、進行礦產資源評價與模擬預測，制作礦產資源蝕變圖。
3.1構造分析
在對福建某地區進行礦產資源勘查的過程中，利用地理信息系統進行對區域線性構造總密度和線性構造矢量平均方位等的數據分析和構造提取，存入信息數據庫。地理信息系統可以自動對等值線進行繪制和三維表面的疊加，根據線性構造圖和航磁圖與重力異常圖的疊加，對線性構造帶進行分析。利用遙感技術對某地區的區域地層和地殼構造做綜合適感地質分析，證明周圍地區礦產資源的形成和分布規律。
3.2進行礦產資源評價與模擬預測
運用地理信息的空間分析功能對礦產資源進行評價和預測，用加權法對福建地區的某類礦產和地層構造的異常變化數據進行資源評價，具體的過程為：根據斷層和礦床資源的距離，分析控制和影響礦產資源的斷層；對礦產有影響的斷層進行緩沖區分析，制作數據表格；根據表格數據，分析提取相應的地層，形成新的圖層；疊合新圖層與緩沖區圖層，得到新的圖層；把新圖層與化探異常疊加得到最后的圖層，共同部分就是最有利的礦產地段。
3.3制作蝕變圖
根據礦產地區蝕變礦物的光譜特征進行制圖，組合各波段圖像進行分析，進行信息提取，成圖后存入地理信息數據庫，作為新的信息層，便于進行空間分析和更新。
4總結
社會經濟的發展和綜合國力的增強，需要更多的礦產資源滿足生活需要。通過科學的勘查方法，推動礦產資源的勘查，加快礦產資源的開發，才能滿足社會生產的需求。
參考文獻
地理信息系統的基本特征范文6
關鍵詞：GIS空間數據 地圖制圖 融合
中圖分類號：P28 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）01（b）-0000-00
1 GIS空間數據的第四個特征
從地圖到空間數據表達造成了地圖信息的損失，空間數據到地圖表達（不考慮綜合）過程中需要進行地圖信息的補充，才能實現地圖的完整表達。
要完整地描述空間實體或現象的狀態，一般需要同時只有空間定位數據和屬性數據，如果要描述空間實體或現象的變化，則還需記錄空間實體或現象在某一時刻的狀態.所以一般認為空間數據具有三個基本特征：空間特征、屬性特征和時間特征，空間數據的三個特征反映了所表現空間實體的本質.但是對空間數據來講，它并不是不受限的反映空間實體，在描述空間目標時有一定的限制，不能無限膨脹，這個限制就是空間數據的第四個特征――地圖約束性特征。
我們知道空間數據是地理環境的數據抽象，這種抽象的過程也是地圖制圖的過程，空間數據生產時，人們自然不會拋棄人類千百年來認知、抽象地理環境的成果――地圖，因此幾乎所有的空間矢量數據的生產都是基于地圖數字化來完成（至少最初是這樣），這樣空間數據就繼承了人類的知識成果，同時也繼承了地圖自身的特性，如地圖用途，比例尺，地圖要素，要素關系等等，這也就意味著空間數據必然會受到來自原始地圖的約束。在使用其他途徑對空間數據進行更新時，這種約束性也是實時存在的，例如使用航片或者遙感影像，則空間數據也會受到航片、遙感影像分辨率的限制，同時在使用者的腦海中一直會存在“一幅地圖”，對信息進行綜合加工。因此不管使用哪種數據源，空間數據都會受到來自數據源的約束，而地圖的約束最具有代表性，因而統稱為“地圖約束性”。由此看來，不存在所謂“無級”的空間數據。
空間數據的地圖約束性是對由Kate Beard提出的地圖概括約束概念的繼承。Kate Beard將地圖概括約束分為圖形約束隸、結構約束、應用約束和過程約束四種類型。圖形約束是反映距離、長度、面積等度量關系，與地圖符號相關。桔構約束則要求保持對象間的空間和語義聯系以反映對象的本質特點。應用約束則與地圖目的相聯系，過程約束控制地圖概括操作的執行順序及其相互作用。從這里可以看出?？臻g數據的地圖約束性主要反映在前三個約束上，而空間數據及其地圖表達具有一致的目的，因此空間數據主要體現了地圖的圖形約束和結構約束。
空間數據的地圖約束性特征是實現根據空間數據直接進行地圖等尺度表達的基礎，且反映了地圖符號、地理屬性和拓撲關系的相互依賴關系。
2 空間數據與地圖表達的矛盾
在地圖到空間數據表達的過程中，空間數據的要求決定了在數據采集中不會把地圖全部信息采集下來，這就構成了地圖信息傳遞中的第一次轉換矛盾，損失了部分地圖信息。而空間數據到地圖表達是地圖信息的第二次轉換，它是第一次轉換的逆運算。因為第一次轉換矛盾的存在，導致了空間數據不可能完全恢復到地圖原來的面貌，這造成了第二次轉換矛盾，這兩個轉換矛盾互為因果關系。
數字制圖目前要重點解決的關鍵問屬。是消除第二次轉換矛盾，也就是補充第一次轉換時損失的地圖信息。由于這個問題復雜、難度較大（“創造”要比“丟棄”困難的多），因此有人為了回避它而提出了“地圖應該適應空間數據的表現，不必嚴格遵循紙質地圖的編繪要求”。這樣的認識是錯誤的，地圖作為人類智慧的結晶應該隨著社會的發展越來越美觀、完善，而不是倒退。
造成空間數據與地圖之間不能完全匹配的根本原因是它們之間存在以下的主要矛盾：
（1）概括范圍上的矛盾，最為詳細的數據標準不能完全匹配圖形規范。（2）數據標準中要素的描述不對應田形標準中的符號規范。（3）在地圖上的要素不對應數據標準中的編碼。
3 空間數據的地圖表達過程
空間數據的地圖表達實際上就是恢復地圖直接信息的過程，分為兩個步驟，第一步按照空間數據的地理編碼與地圖符號之間的對應關系，實現地圖符符號化；第二步，由于空間數據與地圖表達之間的矛盾，造成地圖的空間數據表達的過程是一個地圖信息損失的過程，因此在實現空間數據的地圖表達時，必須進行地圖信息的補充，才能得到符合地圖規范要求的地圖。
3.1 空間數據按對應關系轉換
在空間數據地圖表達過程中，空間數據與地圖符號具有一定的對應關系，具體表現就是依據要素編碼實現地圖符號化及其附加處理。所謂附加處理是指除去地圖符號以外的其它信息符號化，這些信息與該目標無關，例如，高程點的符號化，其高程注記顯示的位置、形式與該目標有關。
空間數據到地圖表達按照規則轉換的步驟如下：
（1）地圖表達主要是實現點線面要素的符號化，而一般的空間數據具有拓撲結構，面狀要素通過拓撲關系推算出來，因此在實現地圖表達的第一步就是要實現拓撲模型向基本模型的轉換，實現面狀目標的生成；（2）根據空間數據中地圖要素編碼與地圖符號的對應關系，這個過程可以使用程序自動完成。
3.2 地圖信息的補充
下面的一些具體問題；
（1）屬性注記的配置，例如橋梁的分式注記，等高線注記。（2）地名注記的配置，沒有地圖注記的位置信息（國家測繪局數據）。（3）河流漸變問題，空間數據不能反映河流的圖形寬度變化。（4）地圖整飾，地圖整飾內容不作為空間數據的一部分。（5）同色要素的S蓋處理問屬。（6）不同要素的壓蓋優先問題。
這些問題都是實現空間數據的地圖表達時，地圖編輯和地圖出版處理才能解決。
4 地圖制圖與空間數據生產結合
空間數據生產是為地理信息系統提供基礎地理數據，并建立基礎地理信息數據庫。因此，空間數據的數據組織反映了地理信息系統的要求，使用“屬性編碼十定位數據”的形式。數據采集雖然不是地理信息系統軟件的主要功能，但其處理地理信息的方便性，決定了在空間數據生產中使用的非常頻繁，如ARC/INFO等，這是由空間數據的按地理屬性編碼進行數據組織的特性決定的，由于地圖制圖不是空間數據生產的主要目的，因此在空間數據生產中不會提出與地圖制圖結合的要求。但從制圖者的角度來看，地圖制圖與空間數據生產能結合起來，統一到一個軟件系統中實現融合生產，則會起到事半功倍的效果，可以節省大量的資源。因為涉及全國或整個地區的地圖生產以及空間數據生產都是巨大的工程，需要很大的投入。而我國目前兩者都要生產（各自有不同的用途），但整體的經濟投入還很有限，在這種情況下，能保證兩者內容的一致性，使用更加方便的融合的生產技術方法更具現實窟義和應用價 地圖制圖過程與空間數據生產既有相似性又有差異性，相似性是融合生產的基礎，差異性是造成兩者不同的主要矛盾，找出矛盾并解決矛盾就能把兩者結合起來， 從圖1的生產流程可以看出，地圖制圖過程中，從地圖中采集的是圖形數據，實現地圖出版，而空間數據生產過程中則是從地圖中采集空間數據。如果通過地圖符號化方法，可以把空間數據轉換成圖形數據，同時進行相應的地圖信息補充（地圖出版處理），就可以把兩個流程結合起來，得到空間數據和紙質地圖兩種產品。
5 系統的更新效應
如果融合系統中可以接受系統所產生的空間數據（這是地圖生產的重要數據源），則系統就具有了空間數據的再生能力。如圖2所示，空間數據作為系統i的接收、處理和輸出的對象，又成為系統i+1的接收對象。這樣空間數據不斷更新，使系統一直具有生命力，產生良性循環。系統的這種該特性，為空間數據的更新提供了一個舞臺，同時有助于建立相應的地圖和空間數據的更新機制。
6 融合生產系統的應用
以融合生產技術為支持的數字制圖系統，可以有四個應用方向：
（1）沒有地圖數據庫支持的情況下，通過采集編輯屬性完整的空間數據，完成地圖數據庫建庫任務。（2）通過其他方式獲取的空間數據有時存在一些非常隱蔽的數據質量問題，如屬性錯誤，指針錯位等等，這些問題只有空間數據可視化手段（如地圖符號化等）才能發現，在此平臺下可直接修改錯誤，得到正確的空間數據。（3）在此環境下，可以實現基于地理屬性的地圈編輯。相對基于圖形符號的編輯來說，可以大大提高編圖效率，并最終能實現了紙質地圖的出版。（4）為空間數據的更新提供了手段和方法，它把在地圖編輯中新增的地圖內容和更新信息保留下來，實現空間數據的更新，完成地圖數據庫更新任務。
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